بررسی انتقال حرارت به شیوه بازیابی در موتور موشکهای سوخت مایع
نویسندگان
1 دکترای مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران
doi
چکیده
در این مقاله، انتقال حرارت نقش عمدهای در طراحی و نحوهی عملکرد موشکها و وسایل نقلیهای که دارای راکت جلوبرنده میباشند، دارد. اهمیت اصلی این بحث مربوط به محدودهی ایمنی مواد سازنده موشک و بخصوص در قسمتهایی مثل محفظهی احتراق و نازل میباشد که تحت حرارت بحرانی قرار دارند. تنها یک نقص کافی است تا در کارکرد موشک اختلال ایجاد کند. همچنین ممکن است در اثر حرارت زیاد در گلوگاه نازل، قسمتی از فلز بهصورت منطقهای خورده شود که در آن صورت جریان گازهای خروجی بهصورت نامتقارن درمیآید که منجر به ایجاد بردار ضربهای با جهت نامناسب میگردد. این امر باعث خطا در هدایت موشک به سمت هدف موردنظر میشود و در فضاپیماها سوخت زیادی را برای تصحیح مسیر بهوسیله سیستم جلوبرنده ثانویه به مصرف میرساند. در مقالهی حاضر، میزان حرارت منتقلشده به جداره به ازای مقاطع مختلف در موتور طی شبیهسازی در نرمافزار محاسبه شده است، همچنین شرایط مایع خنککننده و دماها بهگونهای محاسبه شده است که متناسب با حرارت موجود در هر مقطع عمل خنک کاری انجام شود. برای این منظور موتور به چهار بخش محفظهی احتراق، قسمت همگرای نازل، گلوگاه نازل، قسمت واگرای نازل تقسیم شده است که نرخ حرارت منتقلشده از گازها به جداره (با توجه به شرایط گاز در مقاطع مختلف) و نیز دمای جداره در مجاورت مایع خنککننده و همچنین دمای مایع خنککننده به ازای مقاطع مختلف مربوط به هر بخش محاسبه شود. قابلذکر است، در پروژه حاضر بسته نرمافزاری ANSYS بهمنظور ایجاد هندسه، مش و شبیهسازی مورداستفاده قرار گرفته است.
